ВИВЧЕННЯ ПРИЛАДІВ ВИМІРЮВАННЯ ТИСКУ (лаб 4)
Давленіемназивают відношення сили, що діє перпендикулярно поверхні. Розрізняють такі види тиску: атмосферний, абсолютне, надмірне і вакуум (розрідження).
Атмосферний (барометричний) тиск - тиск, що створюється масою повітряного стовпа земної атмосфери.
Абсолютний тиск - тиск, відраховані від абсолютного нуля. За початок відліку абсолютного тиску приймають тиск усередині судини, з якого повністю відкачано повітря.
Надмірний тиск - різниця між абсолютним і барометричним тисками.
Вакуум (розрідження) - різниця між барометричним і абсолютним тисками.
Для вимірювання тиску приймаються різні одиниці: паскаль (1Па = 1Н / м 2 = 1 кг / м · с 2. так як 1Н = 1кг · м / с 2), а також бар, так звана технічна атмосфера (1кгс / см 2), фізична атмосфера (760 мм рт.ст..), міліметр ртутного або водного стовпа. Поряд з паскалем вживаються більші одиниці - кілопаскалях (кПа) і мегапаскалей (мПа). Співвідношення між різними одиницями тиску наведені в таблиці.
Засоби вимірювання тиску класифікуються по виду вимірюваного тиску і принципу дії. По виду вимірюваного тиску засоби вимірювання підрозділяють на:
· Манометри надлишкового тиску - для вимірювання надлишкового тиску;
· Манометри абсолютного тиску - для вимірювання тиску відрахував від абсолютного нуля;
· Барометри - для вимірювання атмосферного тиску;
· Вакуумметри - для вимірювання вакууму (розрідження);
· Мановакуметри - для вимірювання надлишкового тиску і вакууму (розрідження)
Крім перерахованих засобів вимірювальної техніки в практиці вимірювань отримали наступні назви приладів вимірювання тиску:
· Напороміри - манометри малих надлишкових тисків (до 40 кПа)
· Тягоміри - вакуумметри малих розрідження з верхньому межею вимірів не більше -40 кПа
· Тягонапороміри - мановакуумметри малих надлишкових тисків і розрідження з діапазоном вимірювань -20 ÷ +20 кПа
· Диференціальні манометри - засоби вимірювання різниці тисків.
За принципом дії засоби вимірювання тиску підрозділяють на: рідинні, поршневі, деформаційні (пружинні), іонізаційні, теплові, електричні. До рідинним засобів вимірювання тиску відносяться поплавкові і дзвіниці діфманометри.
Деформаційні кошти вимірів тиску Принцип дії деформаційних засобів вимірювання тиску заснований на використанні пружної деформації чутливого елемента (ЧЕ). Розрізняють три основні форми ЧЕ, повчитися поширення в практиці вимірювання: трубчасті пружини, сильфони і мембрани.
Трубчаста пружина (манометрична трубка, пружина Бурдона) - пружна криволинейная металева порожниста трубка, один з кінців якої має можливість переміщатися, а інший - жорстко закріплений і має сполучення з вимірюваним середовищем. (Ріс.1.а)
При подачі тиску у внутрішню порожнину трубки вільний кінець її переміщається за рахунок двох складових сил. Перша складова являє різницю сил, що діють на зовнішню і внутрішню поверхні трубки. Друга складова сили представляє різницю пружних сил, які виникають за рахунок зміни малого діаметра овалу трубки. У зв'язку з цим довжина дуги зовнішнього радіуса (R + b) повинна збільшитися, а довжина дуги внутрішнього радіусу (R-b) зменшитися, що неможливо. Тому виникає компроміс між пружними силами викликають ці деформації.
Сильфон - тонка циліндрична оболонка з поперечними гофрами і закритим кінцем (рис.1б). При подачі тиску у внутрішню порожнину сильфона закрита поверхня його переміщається пропорційно поданим тиску.
Мембрана - це гнучка плоска або гофрований пластина здатна отримувати прогин під дією тиску (рис.1в, г, д). У цих пристроях для отримання лінійної характеристики використовується тільки невелика частина можливого ходу переміщення.
До електричних перетворювачів тиску відносяться індуктивні, ємнісні пьезометрические і тензометричні перетворювачі. Ці перетворювачі перетворюють деформацію, як правило, мембрани в відповідний параметр вимірювання (зміна індуктивності, ємності або опору). З цих приладів найбільшого поширення набули тензорезисторні перетворювачі тиску.
Датчики використовують залежність електричного опору металевого провідника від деформирующей цей провідник сили. Це опір перетворюється в електричний струм або напруга. Промисловість випускає тензометричні датчики типу «Сапфір-22М» і «Метран» з уніфікованою сигналом системи ГСП для вимірювання тиску, розрідження, різниці тисків.